变压器水喷雾灭火系统的讨论

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1、变压器水喷雾灭火系统的讨论变压器水喷雾灭火系统的讨论近年来，我国城乡电网日益发展，大中型变电站和发电厂越来越多。变压器作为它们的主要设备，不管容量大小，原理基本相同，都是通过铁心和绕组之间的电磁转换升压或降压，以达到大功率、超高压和远距离输电的目的。有关规范规定，大于一定容量的变压器应设置水喷雾灭火系统。水喷雾在灭火时能起到表面冷却、窒息、乳化和稀释的作用，它可以可靠地扑灭闪点高于60度的液体火灾，且有不造成液体飞溅和电气绝缘度高的特点。相关的《水喷雾灭火系统设计规范》中亦对变压器水喷雾灭火系统的设计作了一系列规定，但笔者在工程中，却发现有些情况无法按规范要求处

2、理，并采取了一系列解决方法，在此提出，以供参考。一、变压器的火灾危险性分析及保护部位的确定大容量变压器一般为油浸式，主要由铁心、绕组、油箱、油枕、散热器、高压套管和压力释放阀等组成。变压器油是碳氢化合物，闪点在130度左右，为可燃液体，正常情况下在密闭油箱内部依靠温差自然循环或通过油泵强制循环，以冷却电磁交换过程中铁心和绕组等散发的热量。变压器形式多样，且不规则，不方便作为一个整体处理，因此将变压器的水喷雾保护分为油箱主体、高压套管、油枕、散热器和集油坑五大部分（见附图）。按规范规定，除集油坑的设计喷雾强度采用6l/min?m2外，其余部位均采用20l/min?

3、m2，灭火时间均取0.4h，具体分述如下：1、油箱主体油箱主体内部充满变压器油，铁心、绕组等设备以及大量有机可燃物，如纸板、棉纱、布、木材等均浸泡在变压器油中。当变压器内部短路发生电弧闪络，油受热分解气化，箱内压力急剧升高，压力释放阀喷油泄压，此时可能引起爆燃，如泄压不及时，甚至可能发生箱体爆炸。另外雷击、过电压、变压器出线短路以及外界火源等均可引发火灾。一般大型变压器油箱均有一侧要受到散热器的遮挡，喷头配水管可以穿过散热器间的空档，以保护主体。2、高压套管高压套管的作用是将变压器油箱中的高、低压绕组引出线从油箱内引出，通过电极分别与高、低压线路相连，是变压器的

4、薄弱环节。引发火灾的原因很多，其中包括制造缺陷、安装不当、损伤、老化以及出线短路和雷击过电压等。它的爆炸喷油起火在变压器的火灾事故中占有最大比例。规范中规定水雾不应直接喷向高压套管，笔者认为水雾包络至少应至套管底部的1/5处，但不应超过1/3。经查阅大量资料，并在湖南省送变电建设公司的组织下做了带电喷雾实验，证明这种设置方式从安全和灭火的角度均是可靠的。3、散热器大容量变压器的散热器一般有风扇，以增加散热片的通风量。热油通过散热片中的管网，以达散热目的。此部分的保护也很重要，但应避免水雾直射风扇电机，水雾喷头可沿风扇电机之间的中心线布置。4、油枕油枕通过连接管与

5、油箱主体中的变压器油相连，以缓冲油的热胀冷缩和确保油质。油枕一般为规则圆柱体，位置在变压器的顶部，布管时须考虑到喷头和管道离高压带电体的间距。如油枕靠变压器的一侧，处理就比较简单，但现在很多油枕设在变压器的正顶部，两旁均有高压套管，而规范要求油枕应受保护，且管道不宜穿越变压器顶部，二者有一定矛盾。经和多个变压器厂家协商，一致认为紧靠变压器的顶部可以设置配水横管，这样可以通过高压套管的空档解决油枕的保护问题。5、集油坑集油坑的保护往往被人忽视，其实以上设备主体火灾一旦发生，任何灭火系统均只能起到灭火和防止火势蔓延的作用，设备修复的可能性较小。当变压器内部压力急剧升

6、高时，变压器的压力释放阀会开启泄压，大量的油气泄入集油坑，集油坑内填满了石头，变压器油通过石头缝隙和集油坑底部管道进入远处集油井。此时集油坑很可能引发火灾，因此集油坑的保护很重要，除应独立设置保护喷头外，建议采用大于12l/min?m2的灭火喷雾强度。油浸变压器的大量变压器油极易导致火灾扩散并蔓延，停电也可能给社会造成巨大损失，后果严重，有必要设置可靠的消防保护系统。二、工程实例本工程是一个220KV变电站，装配有三台的180MVA变压器，露天布置。变压器之间设有防火墙，每台变压器采用独立的雨淋阀组和水雾配管系统。现将本水喷雾灭火系统的设计特点简介如下：1、喷头

7、、配管及雨淋阀组等的设置变压器的喷头和配管是变压器水喷雾设计的关键。实验表明，在相同工作压力下，流量规格小的水雾喷头泄露电流小。国内对水雾喷头的电气绝缘性能测定最大只测到了80l/min的喷头，因此喷头型号的选择不宜超过此流量范围。笔者在工程设计中选用了63l/min和80l/min两种规格的喷头，并作了带电喷雾实验，取得良好效果。设计时根据喷雾强度和被保护体的面积可算出喷头数量，然后选择合适的雾化角，确保有效射程，均匀布置即可。我们可以不独立设置保护高压套管的喷头，但应确保水雾能包络到套管的底部，并不应超过套管长度的1/3。喷头跟管道的连接不应直接采用90°弯

8、头，而应采用两个90°弯